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作为整流电路、限幅电路等的核心器件,大功率氮化镓肖特基二极管（GaN based Schottky Barrier Diode,SBD）近年来得到了广泛关注。在GaN基SBD研究中,主流采用的是Al GaN/GaN异质结构外延材料,获得了出色的器件性能。然而在GaN基异质结构中,InAlN/GaN在很多方面性能超越Al GaN/GaN,尤其是In组分为17%的晶格匹配InAlN/GaN异质结,但是因为当前In Al N势垒层材料的生长质量不如Al GaN势垒层,会给SBD器件性能带来很大挑战,因此相关研究较少。为了弥补这一研究不足,本文对InAlN/GaN异质结肖特基二极管进行了较为深入的研究和特性分析,主要研究成果如下:1、设计了一种Al N位错阻挡层与脉冲式生长In Al N势垒层相结合的生长工艺方案,研制出蓝宝石衬底高结晶质量、高电学特性的InAlN/GaN异质结构外延材料。原子力显微镜（AFM）测试表明外延材料表面粗糙度为0.2nm,XRD测试GaN（002）和（102）面的摇摆曲线半高宽分别为220arcsec和325arcsec对应的螺位错和刃位错密度分别为4.3×107（88）-2和2.3×108（88）-2,室温下二维电子气（2DEG）面密度为1.9×1013（88）-2。2、制备出开启电压0.8V、导通电阻10Ω?mm的晶格匹配InAlN/GaN异质结肖特基二极管,并对其变温直流特性及导电机制进行了深入研究。对器件的变温I-V（300K-500K）直流特性进行了测试分析,发现由于势垒高度不均匀导致器件势垒高度低于理论值;温度升高时,势垒层中施主离子离化使耗尽区扩大,导致势垒高度?(（7）随温度升高而增加;高温下电子具有更大的能量越过势垒,因此理想因子n随温度升高而降低。器件的IV特性表现出较强的温度相关性,不符合理想的热电子发射模型;通过引入其他电流传输模型与实验数据拟合后发现,正向电流在低偏压时由禁带中电子在陷阱能级辅助下多级隧穿到导带形成,即由陷阱辅助隧穿模型（TAT）主导,在较高偏压时,越过势垒的电子增多,由热电子发射模型（TE）主导;反向电流在低偏压时由FP模型主导,在高偏压时由于势垒变薄,电子隧穿几率增大,由FN模型主导。3、对InAlN/GaN异质结肖特基二极管的制备工艺、阳极结构进行优化研究,显著提升了器件性能。通过采用欧姆接触区刻蚀工艺,使阳极半径为120μm,阴阳极间距为3μm的器件导通电阻从23Ω降低到14Ω,正向电流达到0.1A@2.2V;采用凹槽阳极结构使器件开启电压从0.8V降低至0.55V;硫化铵钝化工艺将InAlN/GaN异质结肖特基二极管的反向漏电降低了一个数量级。4、研制出低导通电阻的双沟道InAlN/GaN异质结肖特基二极管。测试结果表明,双沟道InAlN/GaN异质结肖特基二极管比单沟道器件有更优越的正向直流特性,阳极半径为120μm,阴阳极间距为6μm的器件正向电流达到0.1A@2.7V,导通电阻比单沟道器件降低了1.9Ω?mm,但双沟道器件反向漏电问题严重,达到10-3量级。针对双沟道InAlN/GaN异质结肖特基二极管反向漏电大的问题,提出了在阳极金属和In Al N势垒层间ALD插入Al2O3介质层构成MOS阳极结构和热氧化处理In Al N势垒层两种的方法来改善器件性能,经过实验证明,两种方法将双沟道InAlN/GaN异质结肖特基二极管反向漏电降低了两个数量级。